過(guò)渡金屬硫族化合物的制備及儲(chǔ)鋰性能研究.pdf

1、隨著傳統(tǒng)化石能源的消耗和對(duì)環(huán)境要求的日益增加，高效、綠色、經(jīng)濟(jì)的鋰離子電池已經(jīng)成功地應(yīng)用在生產(chǎn)、生活當(dāng)中。負(fù)極作為鋰離子電池的重要組成部分，對(duì)鋰電的性能發(fā)揮著舉足輕重的作用，然而，石墨存在比容量較低等問(wèn)題，故尋求一種高比容量、循環(huán)壽命長(zhǎng)的負(fù)極材料很有必要。過(guò)渡金屬硫族化合物由于具有較高的理論比容量，成為一種比較有前景的負(fù)極材料，然而，單一的硫族化合物仍然存在一些缺點(diǎn)，比如循環(huán)壽命短、體積膨脹現(xiàn)象嚴(yán)重等;通過(guò)引入碳材料或?qū)ζ溥M(jìn)行金屬或非金

2、屬的摻雜是一種有效的解決方法。水滑石作為一種層板金屬離子種類可調(diào)、比例可調(diào)的層狀功能材料，在諸多領(lǐng)域取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。本文采用高溫?zé)峤夥ㄌ幚硭惢衔锴膀?qū)體，成功制備出三種鋰電負(fù)極材料[Co6.75Fe2.2.5S8/NSAC,Co6.5Fe2.5S8/NSAC, Co0.75Fe0.25(S0.2Se0.8)2]，具有長(zhǎng)的循環(huán)壽命、高的比容量。論文的主要內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　(1) Co6.75Fe2.2.5S8/NS

3、AC和Co6.5Fe2.5S8/NSAC的制備及其電化學(xué)性能研究:采用膠體磨，通過(guò)成核—晶化隔離法制備出CoFeAl-LDH前驅(qū)體，將其與同時(shí)含有碳、氮、硫的酸性黃49(AY49)按照質(zhì)量比為1∶3經(jīng)物理混合，再經(jīng)高溫焙燒及酸刻蝕兩步法自生成得到具有微孔—介孔的多級(jí)孔結(jié)構(gòu)的氮硫共摻雜碳負(fù)載的鈷鐵硫化物(Co6.75Fe2.2.5S8/NSAC)。氮硫摻雜的碳不僅提高了復(fù)合材料的電導(dǎo)率，亦增強(qiáng)了其抵抗體積膨脹應(yīng)力性能。多級(jí)孔結(jié)構(gòu)可以促進(jìn)充

4、放電過(guò)程中的質(zhì)量傳輸和電子傳輸，并能起到緩沖體積變化的作用。將其作為鋰電負(fù)極材料，表現(xiàn)出了較高的可逆比容量、長(zhǎng)循環(huán)壽命及良好的倍率性能。
　　此外，基于水滑石層板金屬離子種類可調(diào)及比例可調(diào)的特點(diǎn)，采用相同的方法制備出MgCoFe-LDH前驅(qū)體，再經(jīng)相同的焙燒方法也得到了具有相似結(jié)構(gòu)、不同比例的鈷鐵硫化物的復(fù)合物(Co6.5Fe2.5S8/NSAC)，測(cè)試結(jié)果表明，循環(huán)性能得到了增強(qiáng)。
　　(2) Co0.75Fe0.25(S